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磁場輔助電催化已成為能量轉換相關電化學反應(如析氫反應(HER)、析氧反應(OER)、氧還原反應(ORR)和CO₂還原反應(CO₂RR))的一種新方法。然而，目前仍然缺乏對磁場增強機制的全面了解，因此無法利用其優勢設計和制造用于先進能源技術的高性能催化劑。

基于此，哈爾濱工業大學徐平、紐約州立大學布法羅分校武剛等研究了鎳基催化劑(Ni(OH)₂、NiO和Ni)在原位磁場下的析氧反應(OER)行為。

研究人員通過使用自行設計的電化學系統與可微調磁場強度(0 T-1.4 T)的磁力計相結合來進行試驗。結果表明，所有材料的電催化活性隨著磁場強度的增加而提高(在1.4 T的強磁場下，IrO₂、Ni(OH)₂、NiO和Ni在10 mA cm^-2電流密度下的過電位分別降低10 mV、12 mV、11 mV和20 mV)。

另外，在磁場作用下，氧化峰電流增加，這表明隨著磁場強度的增加，電極的電導率更高，電子轉移效率提高，同時也進一步表明磁場可以加速OER的多電子轉移過程。

磁阻(MR)效應在影響OER活性中的主導作用，OER過程中的電子轉移也可以通過MR效應受到磁場的影響。值得注意的是，在第一個電子轉移步驟是OER的決速步的情況下，磁場誘導的自旋極化動力學將更加明顯。

總體而言，磁誘導的OER增強在具有負MR效應的催化劑中最為明顯，即使在去除磁場后，也會發現磁滯效應。這項工作開辟了磁場輔助電催化的新途徑，并為磁效應促進的催化劑的設計和制造提供了新見解。

Magnetic Field Assisted Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction of Nickel-Based Materials. Journal of Materials Chemistry A, 2021. DOI: 10.1039/d1ta09444k

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徐平/武剛JMCA: 抽絲剝繭: 探究鎳基材料在磁場下的OER行為

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